一种全氧竖炉炼磷联产合成气的方法和用于炼磷联产合成气的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103897737103897737A(43)申请公布日2014.07.02(21)申请号201210587573.XC01B25/027(2006.01)(22)申请日2012.12.28(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人赵月红张文翠王树民王志温浩许志宏(74)专利代理机构北京法思腾知识产权代理有限公司11318代理人杨小蓉杨青(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/84(2006.01)C10J3/72(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种全氧竖炉炼磷联产合成气的方法和用于炼磷联产合成气的装置(57)摘要本发明涉及一种全氧竖炉炼磷生产方法以及用于炼磷联产合成气装置，纯氧与配加的水蒸汽从竖炉下部风口通入，磷灰石加碳球团和燃料煤从竖炉顶部加料口加入，形成料柱；煤在燃烧区燃烧，生成的高温烟气在上升过程中对向下移动的磷灰石加碳球团和燃料煤逐步加热；在竖炉中部反应区，磷灰石加碳球团中的磷灰石与碳发生反应生成磷；生成的含磷煤气从竖炉顶部煤气出口排出；生成的熔融炉渣从竖炉下部出渣口排出。与现有火法炼磷技术相比，本发明使用磷灰石加碳球团代替磷灰石，磷矿石与焦炭的接触面积大，促使反应速率加快；使用煤替代焦炭，降低了生产成本；使用纯氧助燃，生成的煤气中不含氮气及其氧化物，可作为合成气使用，便于煤气的综合利用。CN103897737ACN103897ACN103897737A权利要求书1/1页1.一种全氧竖炉炼磷联产合成气的方法，包括：将炉料自竖炉顶部加料口加入，所述炉料为磷灰石加碳球团与燃料煤的混合物;纯氧和水蒸汽自竖炉下部风口通入；燃料煤在竖炉下部燃烧产生的高温烟气加热下行炉料；在竖炉中部，磷灰石加碳球团中的还原剂碳将磷灰石中的五氧化二磷还原为元素磷，同时燃料煤发生气化反应，生成的含磷煤气自竖炉顶部煤气出口排出，所述含磷煤气经冷凝单元回收磷，除磷煤气经煤气净化单元处理后得到煤气；生成的熔融炉渣自竖炉下部出渣口排出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷灰石加碳球团按如下方法制备：磷灰石和还原剂碳干燥后，磨细至50~100目，按磷灰石中五氧化二磷与还原剂碳的摩尔比1:5~1:10混匀，加入粘土浆作为粘结剂制成生球团，经干燥、预热、焙烧、冷却，制成磷灰石加碳球团。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述还原剂为无烟煤、半焦或碎焦炭中的一种或多种；所述磷灰石加碳球团的粒度为10~20mm，强度不低于2000N/个。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷灰石加碳球团中五氧化二磷与所述燃料煤中碳的摩尔比为1:14~1:21。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料煤的粒度为50~80mm，所述燃料煤为无烟煤、煤球、半焦或焦炭中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖炉下部燃烧区温度不超过2000℃。7.一种用于炼磷联产合成气的装置，其特征在于，所述的装置包括一竖炉，一除尘单元，一冷凝单元和一煤气净化单元；所述竖炉的煤气出口和所述除尘单元连接，所述除尘单元的气体出口和所述冷凝单元连接，所述冷凝单元的气体出口和所述煤气净化单元连接。2CN103897737A说明书1/3页一种全氧竖炉炼磷联产合成气的方法和用于炼磷联产合成气的装置技术领域[0001]本发明属于火法制磷技术领域，具体涉及一种全氧竖炉炼磷联产合成气生产方法以及用于炼磷联产合成气装置。背景技术[0002]黄磷是一种重要的化工原料，以黄磷为原料可以生产多种磷化物和磷酸盐。目前，国内外黄磷生产采用的主流方法是电炉法制磷。此外，也有高炉法、流化床还原法、等离子体法等方法来生产黄磷。[0003]我国绝大多数黄磷生产企业采用电炉法制磷。但是，由于电炉法制磷对入炉磷矿的品质要求高，中低品位磷矿（P2O5质量百分数≤20%的块矿和粉矿）不宜或不能作为电炉法制磷的原料，否则将造成生产困难和生产成本上升。另一方面，我国磷矿资源虽然储量丰富，但平均品位仅为16%（P2O5质量百分数为16%的块矿和粉矿），其中品位低于20%的磷矿占总储量的69.65%。因此，电炉法制磷在我国受到磷矿品位低的限制。[0004]20世纪50年代，叶渚沛针对我国磷矿品位低、电力供应紧张的情况，开展了高炉炭热法制磷技术路线的探索。0.77m3和8m3高炉炼磷试验证明，高炉炼磷方法能充分有效地直接处理中低品位磷矿，适合大规模生产。但长期以来，由于以下问题而使高炉炼磷未能获得到推广。[0005](1)高炉炼磷采用块状磷矿石和焦炭进料，磷矿